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钣金件加工工艺及规范----下料和折弯
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1.简介

钣金指板厚和其长宽相比小得多的钢板。它的横向抗弯能力差,不宜用于受横向弯曲载荷作用的场合。薄板即其材料而言是金属,但因其特殊的几何形状厚度很小,所以钣金构件的加工工艺有其特殊性。按钣金件的基本加工方式可大致分为如下几种:下料、折弯、拉伸、成型、焊接。钣金结构件的结构设计主要应考虑加工工艺的要求和特点。此外,要注意构件的批量大小。

钣金结构件之所以被广泛采用是因为钣金有下列优点:

(1)易变形,这样可用简单的加工工艺制造多种形式的构件。

(2)薄板构件重量轻。

(3)加工量小,由于薄板表面质量高,厚度方向尺寸公差小,板面不需加工。

(4)易于裁剪、焊接,可制造大而复杂的构件。

(5)形状规范,便于自动加工。

2.下料

下料根据加工方式的不同,可分为普冲、数冲、剪床开料、激光切割、风割,由于加工方法的不同,下料的加工工艺性也有所不同。钣金下料方式主要为数冲和激光切割;

2.1数冲是用数控冲床加工,板材厚度加工范围为冷扎板、热扎板小于或等于3.0mm,铝板小于或等于4.0mm,不锈钢小于或等于2.0mm

2.2冲孔有很小尺寸要求

冲孔很小尺寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关。

2.3数冲的孔间距与孔边距

零件的冲孔边缘离外形的很小距离随零件与孔的形状不同有一定的限制,见图2.3.1。当冲孔边缘与零件外形边缘不平行时,该很小距离应不小于材料厚度t;平行时,应不小于1.5t。

2.4折弯件及拉深件冲孔时,其孔壁与直壁之间应保持一定的距离

折弯件或拉深件冲孔时,其孔壁与工件直壁之间应保持一定的距离(图2.4.1)

2.5螺钉、螺栓的过孔和沉头座

螺钉、螺栓过孔和沉头座的结构尺寸按下表选取。对于沉头螺钉的沉头座,如果板材太薄难以同时保障过孔d2和沉孔D,应优先保障过孔d2。

2.6激光切割是用激光机飞行切割加工,板材厚度加工范围为冷扎板热扎板小于或等于20.0mm,不锈钢小于10.0mm。其优点是加工板材厚度大,切割工件外形速度快,加工灵活.缺点是无法加工成形,网孔件不宜用此方式加工,加工成本高!

3.折弯

3.1折弯件的很小弯曲半径

材料弯曲时,其圆角区上,外层收到拉伸,内层则受到压缩。当材料厚度一定时,内r越小,材料的拉伸和压缩即越严重;当外层圆角的拉伸应力超过材料的极限强度时,即会产生裂缝和折断,因此,弯曲零件的结构设计,应避免过小的弯曲圆角半径。公司常用材料的很小弯曲半径见下表。

3.2弯曲件的直边高度

3.2.1一般情况下的很小直边高度要求

弯曲件的直边高度不宜太小,很小高度按(图3.2.1)要求:h>2t。

3.2.2特殊要求的直边高度

如果设计需要弯曲件的直边高度h≤2t,,则首先要加大弯边高度,弯好后再加工到需要尺寸;或者在弯曲变形区内加工浅槽后,再折弯(如下图所示)。

3.2.3弯边侧边带有斜角的直边高度

当弯边侧边带有斜角的弯曲件时(图3.2.3),侧面的很小高度为:h=(2~4)t>3mm

3.3折弯件上的孔边距

孔边距:先冲孔后折弯,孔的位置应处于弯曲变形区外,避免弯曲时孔会产生变形??妆谥镣浔叩木嗬爰卤?。

3.4局部弯曲的工艺切口

3.4.1折弯件的弯曲线应避开尺寸突变的位置

局部弯曲某一段边缘时,为了防止尖角处应力集中产生弯裂,可将弯曲线移动一定距离,以离开尺寸突变处(图3.4.1.1a),或开工艺槽(图3.4.1.1b),或冲工艺孔(图3.4.1.1c)。注意图中的尺寸要求:S≥R;槽宽k≥t;槽深L≥t+R+k/2。

3.4.2当孔位于折弯变形区内,所采取的切口形式

当孔在折弯变形区内时,采用的切口形式示例(图3.4.2.1)

3.5带斜边的折弯边应避开变形区

3.6打死边的设计要求

打死边的死边长度与材料的厚度有关。如下图所示,一般死边很小长度L≥3.5t+R。

其中t为材料壁厚,R为打死边前道工序(如下图右所示)的很小内折弯半径。

3.7设计时添加的工艺定位孔

为保障毛坯在模具中准确定位,防止弯曲时毛坯偏移而产生废品,应预先在设计时添加工艺定位孔,如下图所示。特别是多次弯曲成形的零件,均必须以工艺孔为定位基准,以减少累计误差,保障产品质量。

3.8标注弯曲件相关尺寸时,要考虑工艺性

如上图所示所示,a)先冲孔后折弯,L尺寸精度容易保障,加工方便。b)和c)如果尺寸L精度要求高,则需要先折弯后加工孔,加工麻烦。

3.9弯曲件的回弹

影响回弹的因素很多,包括:材料的机械性能、壁厚、弯曲半径以及弯曲时的正压力等。

3.9.1折弯件的内圆角半径与板厚之比越大,回弹即越大。

3.9.2从设计上抑制回弹的方法示例

弯曲件的回弹,目前主要是由生产厂家在模具设计时,采取一定的措施进行规避。同时,从设计上改进某些结构促使回弹角简少如下图所示:在弯曲区压制加强筋,不仅可以提高工件的刚度,也有利于抑制回弹。

下料和折弯即介绍到这里,后面我们会接着介绍另外两种成形工艺:拉伸,成型和焊接;

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